一种污染水体彻底处理技术系统的制作方法

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1.一种污染水体彻底处理技术系统，涉及环保领域，尤其是污染水处理专业。


背景技术：

2.随着社会的发展，世界各地的水环境遭到极大破坏，水污染日益严重，水质保护被提上各国环境保护的议事日程。目前，现有污染水体的治理技术主要有物理沉淀过滤(格栅、各类过滤池、各类过滤膜)；微生物生化(各种藻类处理、活性污泥处理)；大面积建湿地利用动植物吸收(如养殖鱼类、各种水生植物吸收)等技术。
3.这些技术或多或少存在以下问题和缺点：
4.1、设施多，设备多，工艺复杂，投入成本高，占地面积大；
5.2、能耗高，管理维护成本高；
6.3、处理能力有限，处理量小，不能满足巨大污染水体(水库、湖泊、江河)的处理；
7.4、解决不了水体的内源污染，有的还会造成二次污染(如藻类、鱼类、水生植物处理方式)；
8.本发明创造要解决现有技术存在的以下问题：
9.1、设施多，设备多，工艺复杂，投入成本高，占地面积大；
10.2、能耗高，管理维护成本高；
11.3、处理能力小，处理效率低，不能彻底解决内源性污染的问题；
12.4、现有技术不能处理巨大水体的问题。
13.现有技术的处理目标是污染水，处理的只是被污染的水，不能从根本上解决水污染问题，解决方法不彻底，属被动方处理式。本发明提出了一种处理目标为污染物的系统方法，处理水污染问题比较彻底，属主动处理方式。


技术实现要素：

14.本发明公开了一种污染水体彻底处理技术系统，涉及环保领域，属污染水处理专业。
15.本技术系统包括三过程：一、污染水体净化过程；二、污染水体的沉积物清理过程；三、沉积物无害化处理过程。本套技术系统，首先是用对水质无污染的物质a与b对污染水体进行净化处理，使水质快速得到改善；然后用泥浆泵将沉积于水体底部的污染物从水体中运出；最后，运出的污染物和泥浆经过相关的设施和设备进行反过滤和干燥脱水无害化处理。污染水体通过三个技术的综合运用，可达到使污染水体得到快速净化，水体自净化能力恢复，处理产物不污染环境的效果。
16.与现有技术比较，本发明具有以下优势：
17.本套技术系统不受处理水体大小和多少影响，运用范围广。运用本套技术系统，可以避免设置大量的处理设备和厂房，从而减少大量占用土地资源和动力资源，能高效处理巨大水体(如：水库、江、河、湖等)污染，可使水体快速变清变好，湖泊老化现象变缓，恢复水
体自净化能力。
18.一、污染水体净化过程优势：
19.工艺简单，处理效力高。工艺只有调节ph值形成新胶体和沉降沉淀两个过程。
20.投入设备设施少，不额外占用土地资源。设施只有：人员办公室、水质检测监测室、水处理剂仓库、码头等。设备有：船只(根据水体大小和通航条件选型)、抽水机、喷洒设备。本水体净化技术是直接以污染水体水面作为作业面的，以水体原位处理为原则，不会产生设备设施占用大量土地资源问题。
21.节能环保，安全可靠，能一次性完成处理，处理速度快。本过程使用的石灰和聚合氯化铝或聚合氯化铝铁无毒无害，不会对水体造成污染，可调节的ph值在8.0-9.5，可根据处理水体生态实际情况选取适当的ph值调节，不会对水中的生态环境造成严重破坏，处理后ph值很快会恢复到7左右。
22.污染物聚集沉降快，水质净化速度快。静水环境试验测定沉降速率约1.2m/h,假设有12米深的污染水体，经过本技术的处理，水面从混浊到清澈大约只需要10小时就能完成。本净化技术的处理剂的溶解水全部使用污染水体里面的水，不需要额外使用清洁用水。
23.本净化技术由于工艺简单，操作方便，净化速度快，适用范围广。能处理被生活和自然污染的水体，还可以运用于重金属污染水体使用专属菌吸收处理工艺中的细菌收集过程。经多次实验表明，尤其是对藻类、细菌和蛋白类有机物污染的水体有意想不到的效果，能快速有效处理黑臭水体和水华危机。可使用于大中小型污染水体，如：污水处理厂、景观池、水库、湖泊等水体。能一次性完成净化处理，效果肉眼看见。
24.二、污染水体的沉积物清理过程优势：
25.沉积物收集利用了风能和太阳能使水体形成潮流的搬运能力，在潮流水力的搬运作用下，沉淀沉积物会发生搬运转移，依据搬运转移的沉降点确定设置沉积物收集点或收集设施，采用水体底部清除沉淀沉积物的方式，减少对水体的扰动，保持水体水质清洁。现有技术对大型水体的清淤一般采用挖泥船作业，对水体扰动大，细小颗粒的淤泥在挖泥作业过程中被扰动冲刷到水体中，水体要长时间长能恢复清澈，扰动后沉积的淤泥还会形成内源性的二次污染，挖泥效果不理想。本技术运用水体潮流搬运去除水底沉淀物，去除顺序为：水体污染沉淀物
‑‑‑‑
细小淤泥
‑‑‑‑
较粗颗粒污泥
‑‑‑‑
潮流能搬运的最大颗粒物。本过程作业面一直都是在水体底部进行，对水体不会产生较大扰动，水体表面能一直保持清澈。
26.三、沉积物无害化处理过程优势：
27.沉积物处理工艺中使用了反滤池，滤层不易堵塞，使用多级反滤池对泥浆进行浓缩，浓缩泥浆进入高效过滤器前泥浆含水量大大减小，提高了高效过滤器的效能。石灰和聚合氯化铝与水体中的污染物结合，干燥脱水后的渣结构稳定，不会对环境造成污染。沉积物中含有大量的有机物，脱水处理后的渣，体积小，不会吸水变成泥浆，能形成疏松的细小颗粒物，能和土壤很好混合，可以作为有机肥使用，起改善土壤有机质不足的作用。
28.使用本技术系统治理污染水体，能做到水体处理速度快，治理效果明显，处理彻底，能恢复和增强水体的自净化能力，不会造成新的污染和环境问题。
附图说明
29.图1为本发明的原理示意图
30.图2为本发明的工艺流程图
31.图3为本发明的反滤池示意图
32.图4为本发明的反滤单元示意图
具体实施方式
33.一种污染水体彻底处理技术系统按以下步骤实施：
34.一、水体净化过程实施步骤：
35.1、了解水体所在地的气候特征，查阅研究处理水体的水文资料，测量水体体积，测量水体体积用于步骤3和步骤4的加药量计算。通过了解气候特征，确定水体最佳处理季节时间。了解治理水体水文资料和通航条件，确定合适的作业船只和作业方案。(此步骤用于巨型水体的处理)
36.2、模拟实验，计算物质a的总用量：用欲处理水配制a溶液，用定量的欲处理水(1升、1立方、10立方均可)搅拌加入物质a溶液，搅拌测量ph值到达预定值时，计算(1升、1立方、10立方)物质a的用量，然后用欲处理水体体积推算出物质a的总用量；
37.3、模拟实验，计算物质b的总用量。用欲处理水配制b溶液，步骤2中已经加入物质a溶液的水加入物质b溶液搅拌，静置10-15分钟测量电导率并记录，反复加入操作，电导率最低点时的加入量为b物质最佳用量，用b物质最佳用量推算处理水体的总用量；
38.4、在作业船只上面配置加药装置。船只根据条件配置两个以上加药桶，药桶之间用带阀门控制的管道连接，以便保证可以循环使用，连续作业；(此步骤用于巨型水体的处理)
39.5、喷洒物质a。用带加药桶的船只载经计量过的袋装物质a，用欲处理水配制物质a溶液，船只边行进边喷洒，以水文资料控制船速，以船只速度控制喷洒量，水深的地方船速慢些，多喷洒些，水浅的地方船速快些，少喷洒些。完全喷洒完成后，船只应该四处行查水域各处情况，船只兼做监测船，测量各处水域ph值，待各处水域ph值基本平衡后进行b物质溶液的喷洒；
40.6、喷洒物质b。用带加药桶的船只载经计量过的袋装物质b，用欲处理水配制物质b溶液，船只边行进边喷洒，以水文资料控制船速，以船只速度控制喷洒量，水深的地方船速慢些，多喷洒些，水浅的地方船速快些，少喷洒些。完全喷洒完成后，船只应该四处行查水域各处水质变化情况，船只兼做监测船，测量各处水域电导率，并与模拟实验数据做比较，如果局部效果不理想应该进行补喷；
41.物质a采用石灰(氢氧化钙)，但不限于氢氧化钙；
42.处理水体中氢氧化钙加入控制量以ph值控制，控制处理水体ph值范围为8.0-9.5，具体取值以保证水体生态安全为宜；
43.石灰溶液可用欲处理水配制，浓度为0.1％-5％，具体取值以处理水体大小确定；
44.物质b为絮凝剂或混凝剂，包括：聚合氯化铝或聚合氯化铝铁，但不限于聚合氯化铝或聚合氯化铝铁，还包括：碱式氯化铝、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、硫酸铝、聚合硫酸铁等；
45.聚合氯化铝或聚合氯化铝铁溶液可用欲处理水配制，浓度为1％-12％，具体取值以处理水体大小确定；
46.处理水体中聚合氯化铝加入量以电导率或tds值控制，电导率变化至最低点为最
佳加入量；
47.处理水若为污水处理厂的污水或处理水体不大时，应该改变步骤5和步骤6的操作模式。污水处理厂处理时，可利用污水处理厂现有设施和设备，物质a和物质b的溶液可根据流量采用计量泵加入。处理水体不大时，可采用抽水泵直接喷洒搅拌加入。
48.实践中，物质b使用聚合氯化铝铁效果最好，沉淀速度快，絮凝物比重大。
49.二、污染水体的沉积物清理过程实施步骤：
50.1、了解收集处理水体水文数据，绘制水下地形图。掌握水体内循环潮流情况，探寻淤泥沉积最厚点，充分利用潮流水力的搬运汇集作用，选取淤泥沉积最厚处开挖淤泥沉降沟；
51.2、架设浮桥，在浮桥上架设淤泥运输管道，管道与泥浆泵连接，拉通泥浆泵电力设施。架设的浮桥应做临时锚定，防止浮桥漂移，沉降沟换位时浮桥分段拆装。当沉降沟比较长时，采用多台泥浆泵并列与主管道连接使用，每台泥浆泵分设独立的电源控制和管道连通控制阀门。
52.三、沉积物无害化处理过程实施步骤：
53.1、在岸上建多级反滤池。水体净化后的沉降物和原来的水底污泥，经水体潮流的搬运，汇集到开挖的沉降沟中，由泥浆泵经管道运输到岸上的多级反滤池，滤池滤出的清水返回原水体中，滤池底浓缩过的沉降物和淤泥进入下级反滤池进一步浓缩；
54.2、建脱水车间。经过多级反滤池浓缩的沉降物和淤泥混合物仍然含有大量的水分，需要用压滤机或离心过滤器进一步脱水。此过程脱出的水由于脱水设备的性能问题，水质不会太清，这部分脱水返回到多级反滤池中进一步过滤；
55.3、脱水渣干化处理。经过压滤机或离心过滤器过滤的鲜滤渣中仍含有大量的结合水，鲜渣体积比较大，鲜渣遇水容易变成泥浆性状。为做到污染物的减量化和固定化处理，需要把鲜渣进一步晒干或晾干，干化过的渣失去了结合水，会变成疏松的颗粒物，体积也会大幅减小，干化过的渣再次遇水浸泡也不会变成泥浆，可实现污染物的减量化和固定化处理；
56.4、干燥后的渣外运渣场或农田；
57.高效过滤器可以使用离心过滤、或真空抽滤、或板框压滤、或压滤袋等设备。
58.根据处理的水体实际情况和实施环境，以上所列实施步骤可做增减和调换顺序使用。比如:对于景观
59.池、小型水库就没有必要费力收集水文资料、搭建浮桥和建脱水车间，反滤池也可以小型化。对于澄清状态下水质没问题，只是有风浪时潮流搅动水底沉积物使水质变坏的情况，可以把水体净化过程实施步骤和污染水体的沉积物清理过程调换顺序使用。
60.实施例1
61.某市公园有一景观水池，呈飘带长条状，南北向，长200米，宽50米，南浅北深，景观水体有20000立方米，水中设有灯光喷泉。由于游客投食喂鱼，时间长了，水体富营养化，水里长有大量绿藻和褐藻，水质污染严重，影响了当地的形象。
62.处理实施方案：
63.1、模拟实验。测量景观水原始的ph值:7.52
64.用欲处理水配制好饱和石灰水溶液(为保证浓度均匀，模拟实验中采用饱和溶液，
浓度：1.65g/l)和聚合氯化铝铁絮凝剂(浓度：1％)；
65.用欲处理水1立方米，逐步加入配制好的石灰水溶液，搅拌调节ph值至8.50，并对加入的石灰水进行计量为3.8l,计算整个景观水处理石灰用量：3.8l
×
1.65g/l
×
20000m3＝125kg；
66.用调节好ph值的欲处理水1立方米，逐步加入配制好的聚合氯化铝铁溶液(1％)，边加边搅拌，当出现大量絮凝物的时候，停止加入，静置10分钟，测量tds值，反复多次，直到tds值出现最小值为止。记录加入量为15l，计算整个景观水处理的聚合氯化铝铁用量：15l
×
10g/l
×
20000m3＝3000kg；
67.2、在景观池北岸设置一个容积为10m3的反滤池，在池中水深处设一台抽水量为5m3/h的抽水泵，用于抽吸沉淀物到反滤池中。反滤池采用钢制体，滤池由反滤层隔成上下两仓，反滤层上的过滤清水返回景观池。滤池下仓底部设放空口及回水接管，放空口上设滤层，便于滤渣滤干；
68.3、把人工喷泉进水口设置于景观池北边，利用喷泉喷水时形成的水体潮流搬运池底沉积物；
69.4、用6台小型抽水泵施工，平均分布于景观池两个长边，每边3台，用其中的2台喷洒加入配制好的石灰水(浓度：0.5％)，每边其余2台用于抽水搅拌，石灰水加入完成后取样测定ph值，ph值达到8.5后进入下步施工；
70.5、用景观池边中的2台抽水泵加入聚合氯化铝铁溶液(10％)，其余抽水泵来回抽池水进行搅拌，聚合氯化铝铁加入完成后，继续搅拌10分钟后停止所有抽水作业，静置景观池水，让污染物静置沉淀；
71.6、抽吸沉淀物到反滤池中过滤；
72.7、反滤层下的滤渣由工作人员定期清理，滤渣晾晒干后用作绿化带肥料。
73.景观水处理效果前后对比表：
[0074][0075]
通过本方案的处理，景观池水质得到了极大改善，水质清，各项污染物降低。
[0076]
实施例2
[0077]
某市污水处理厂，承接全市生活污水处理任务，全市每日产生4000吨生活污水，污水主要是由厨房用水、洗澡水和冲厕水汇集而成。污水采用二级处理，工艺为：污水——污水提升泵——细格栅——沉砂池——初沉池——厌氧池——缺氧池——好氧池——二沉池——接触池——灭菌外排；泥浆由二沉池部分返到厌氧池，多余泥浆打入浓缩池，浓缩泥浆消化处理，消化气体外排，消化渣经压滤脱水晾干外运。污水分解的臭味散发到处理厂周围，附近居民对此反应强烈。
[0078]
通过本技术的模拟处理，处理效果对比如下：
[0079][0080]
拟改工艺为：
[0081]
把细格栅前置于污水提升泵前，原细格栅位置作为ph值检测位置；
[0082]
2、在原污水提升管道开孔，作为石灰溶液加入口，根据管道中的污水流量，以计量泵加入石灰水，调节ph值；
[0083]
3、将沉砂池分割为大小两个，小池用作均质池，以水力搅拌加入聚合氯化铝溶液，大池用作絮凝物沉降池，沉降变清的清水进入清水存储池，清水检测合格后外排；
[0084]
4、原工艺中的初沉池和厌氧池改为一、二级反过滤池。絮凝物沉降池的沉降物进入一级反滤池，一级反过滤池经过浓缩的沉降物进入二级反过滤池进一步浓缩；
[0085]
5、二级反过滤池浓缩过的泥浆送入压滤车间压滤脱水，压滤脱水渣晾晒干后外运；
[0086]
7、剩余其他池可作为处理好后的水存储池和雨季污水暂存池。

技术特征：
1.一种污染水体彻底处理技术系统，涉及环保领域，本技术系统可广泛运用于除工业污水外，水质达不到饮用水标准的污染水体处理。技术系统包括三个过程：一、污染水体净化过程；二、污染水体的沉积物清理过程；三、沉积物无害化处理过程。其特征在于：一、污染水体净化过程：采用了对水质不产生新污染的物质a和物质b，其过程及原理如下：(1)、用对水质无污染的物质a溶液加入到污染水体中，a物质与水中污染物形成易于沉淀的新胶体；(2)、用对水质无污染的物质b溶液加入到已形成易于沉淀的新胶体水体中，物质b与新胶体发生絮凝沉淀沉降；二、污染水体的沉积物清理过程：利用水力的搬运作用汇集沉降沉积物，根据沉降沉积物沉降点设置收集点，采用水体底部抽吸的方式清理沉淀沉积物，减少对水体的扰动，能一次性解决水体内源性污染问题。其过程及原理如下：(1)、水体在机械力、风力和太阳热能的作用下会形成内部循环潮流，沉淀沉积物在潮流水力的搬运作用下会发生搬运转移，依据搬运转移的沉降点确定设置沉积物收集点或收集设施；(2)、架设抽吸设备和泥浆运输管道，把抽吸设备置于收集点或收集设施中。采用水体底部抽吸清理沉淀沉积物的方式，减少对水体的扰动，保持水体水质清洁；(3)、把汇集到收集点或收集设施中的沉淀沉积物，通过抽吸设备和管道，运输到沉积物无害化处理设施中的反滤池；三、沉积物无害化处理过程：用反滤池对抽吸来的泥水混合物进行浓缩，浓缩后的浓浆进行高效过滤脱水，脱水渣干燥后可实现无害化。过程及原理如下：(1)、抽吸来的沉淀沉积泥浆进入反滤池，反滤池可以是一级或多级；(2)、反滤池滤层上的清水回流到处理好的水体中，滤层下的浓缩泥浆进入下级反滤池进一步进行浓缩；(3)、经反滤池浓缩过的浓缩泥浆，用抽吸设备通过管道运送至高效过滤器中进行高效过滤；(4)、对高效过滤过的渣进行干燥脱水处理，干燥脱水后的渣体积极大缩减，成为不溶于水的固体物。2.根据权利要求1一种污染水体彻底处理技术系统：一、污染水体净化过程中(1)所述物质a，其特征在于：物质a采用石灰(氢氧化钙)，但不限于氢氧化钙；处理水体中，氢氧化钙加入控制量以ph值控制；控制处理水体ph值范围为8.0-9.5，具体取值以保证水体生态安全为宜；石灰溶液可用欲处理水配制，浓度为0.1％-5％，具体取值以处理水体大小确定。3.根据权利要求1一种污染水体彻底处理技术系统：一、污染水体净化过程中(2)所述物质b，其特征在于：物质b为絮凝剂或混凝剂，包括：聚合氯化铝或聚合氯化铝铁，但不限于聚合氯化铝或聚合氯化铝铁，还包括：碱式氯化铝、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、硫酸铝、聚合硫酸铁等；处理水体中物质b的加入量以电导率控制或tds控制，电导率或tds变化至最低点为最佳加入量；
聚合氯化铝或聚合氯化铝铁溶液可用欲处理水配制，浓度为1％-12％，具体取值以处理水体大小确定。4.根据权利要求1所述的一种污染水体彻底处理技术系统，技术系统包括三个过程：一、污染水体净化过程；二、污染水体的沉积物清理过程；三、沉积物无害化处理过程。其特征在于：根据处理水体水质实际情况，污染水体净化过程和污染水体的沉积物清理过程可调换顺序运用。5.一种污染水体彻底处理技术系统，技术系统中采用了反过滤池，其特征在于：反过滤池工作时，滤层下为水和沉降物，滤层上为过滤的清水；滤层采用了孔径≤80um的过滤层；反滤单元采用板框式结构，以滤布或滤网作为滤层，滤层外延接张拉的框，框内可以设置起支撑滤层作用的条或网与框连接，框由刚性支撑单元支撑，框和支撑单元之间用水密封材料密封；反过滤池采用反滤正冲的工作和维护模式，反过滤池滤层下为泥水混合物，当滤层工作效率降低时，降低泥水混合物液面，用带压水正面冲洗滤层；反过滤池和反滤单元形状结构不限于矩形，还可以是圆形、六边形等其他形状。

技术总结
随着社会的发展，世界各地的水环境遭到极大破坏，水污染日益严重，水质保护被提上各国环境保护的议事日程。本发明提供了一种污染水体彻底处理技术系统，涉及环保领域。本技术系统包括三过程：一、污染水体净化过程；二、污染水体净化后的沉积物清理过程；三、沉积物无害化处理过程。本套技术系统，首先是用对水质无污染的物质A与B对污染物进行移除沉淀处理，使水质快速得到改善；然后用泥浆泵将沉积于水体底部的污染物从水体中运出；最后，运出的污染物和泥浆经过相关的设施和设备进行反过滤和脱水干燥无害化处理。污染水体通过三个技术过程的综合运用，可达到使污染水体得到快速净化，水体自净化能力恢复，处理产物不污染环境的效果。的效果。的效果。


技术研发人员：奚春平
受保护的技术使用者：奚春平
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/14